Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

УДК 330.34.1:666.656

А.С. Тенькаева, Н.В. Мозговой, А.В. Звягинцева

АНАЛИЗ РИСКА НА НАРУЖНОМ, НАДЗЕМНОМ ГАЗОПРОВОДЕ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

Проведен анализ риска вероятности возникновения аварийных ситуаций на надземном газопроводе среднего давления, применительно к конкретному объекту. Построены зоны действия поражающих факторов факельного горения при чрезвычайной ситуации на наружном надземном газопроводе среднего давления. В процессе исследований было установлено, что наиболее вероятной аварийной ситуацией на оборудовании сети газопотребления ООО ПК «МИВОК» является ЧС, связанная с разрушением надземного газопровода среднего давления и возникновением факельного горения струи газа. Ее вероятность составляет 2,4 * 10-5. В данной статье рассмотрены инженерно-технические мероприятия по повышению безопасности на наружном, надземном газопроводе среднего давления на объекте ООО ПК «МИВОК»

Ключевые слова: анализ риска, газопотребление, разгерметизация, надземный газопровод, среднее давление

Трубопроводы относятся к категории энергетически напряженных объектов, отказы которых сопряжены, как правило, со значительным материальным и экологическим ущербом. Обычно трубопровод выполняется подземно с глубиной заложения не менее 1,0 м до верха трубы, на обводненных участках и болотах – 1,0 м до верха забалластированного трубопровода. Состав природного газа разных месторождений отличается, но основную массу (90 – 93 %) всегда составляет метан. Природный газ бесцветен, в большей части не имеет запаха, не токсичен при концентрациях, не превышающих предельно-допустимые значения. Предельно допустимая концентрация (ПДК) содержания метана (СН4) в воздухе рабочей зоны - 7000мг/м2, рекомендованное значение параметра в газовом составе воздуха для метана - не более 300 мг / м3 [1-3]. Метан взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком, действие ослабляется малой растворимостью в воде и крови. Класс опасности - четвѐртый. Характеристика объекта. Перечень газопроводов сети газопотребления ООО ПК «МИВОК» и их основные технические характеристики приведены в табл. 1.

36

Основными опасностями при возникновении аварийных ситуаций на оборудовании сети газопотребления:

-разгерметизация (разрушение) наружных газопроводов среднего давления с утечкой взрывоопасного газа в атмосферу, образования факельного горения или загазованность территории объекта;

-разгерметизация (разрушение) или повреждение внутренних газопроводов среднего давления с утечкой взрывоопасного газа в помещении, возникновении факельного горения или загазованностью помещения и взрывного облака газовоздушной смеси с развитием пожара, причинами которых являются возникновение искр, образующих при соударениях друг

сдругом фрагментов трубы;

-взрыв газа внутри топок и газоходов котлов с развитием пожара.Основная причина аварий на объекте газораспределения и газопотребления - организационные: недостаточная проработка плана производства работ, низкая производственная и технологическая дисциплина, нарушение производственных инструкций персоналом по причине плохого знания их, отсутствие практических навыков, халатность. Возможны аварии в результате коррозии металла. В большинстве случаев такие повреждения указывают на отсутствии контроля над техническим состоянием газопроводов со стороны эксплуатирующих организаций и низкий уровень технадзора в процессе строительства.

Причиной развития аварий может быть появление энергетического (теплового) источника зажигания с параметрами, достаточными для воспламенения паровоздушной или газовоздушной смеси, что предопределяет возникновения пожара (взрыва), в результате чего наступает разрешение (повреждение) оборудования и зданий [4].

37

Продолжение табл. 2 Определение интенсивности теплового излучения факельного горения

Исходные данные:

Результаты расчета: В соответствии с «Методикой …» зона непосредственного контакта пламени с окружающими объектами, область наиболее опасного теплового воздействия, определяется размерами факела, табл. 4, рис. 3. В этой зоне интенсивность теплового излучения факела принята равной 100 кВт/м2.

Таблица 3

Для горизонтальных факелов интенсивность теплового излучения

Рис. 1. Для горизонтальных факелов интенсивность теплового излучения

В зависимости от характера разгерметизации и других условий аварии с участием природного газа на объекте могут проявляться виде факельного горения и взрыва газа [5, 6]. При разгерметизации газопровода чаще всего происходит истечение природного газа в атмосферу с последующим рассеянием. При разгерметизации наземных участков газопроводов

38

так же возможно факельное горение (образование горящей струи в условиях мгновенного воспламенения утечки газа), расчеты размеров факела представлены в табл. 2. При разгерметизации газопровода в помещении возможно образование взрыво- и пожароопасной газовоздушной смеси, которая при наличии источника зажигания способна к взрыву (повышению давления в помещении за счет сгорания горючей смеси), приводящему к разрушению зданий и травмированию людей. Таким образом, анализ свойств природного газа, особенностей технологии и анализа статистических данных по авариям, имевшим место на аналогичных объектов, позволяет определять сценарии развития аварийных ситуаций на данном объекте [4, 6, 7]. Надземный газопровод среднего давления от точки врезки в подземный газопровод до котельной. На участке 3 возможно возникновение факельного горения при разгерметизации или разрушении надземного газопровода среднего давления (сценарии ПГ-3С-2вер, ПГ-3С- 2оп). Поражающим фактором таких аварийных ситуаций является тепловое излучение вертикального и горизонтального факела, табл. 3 и рис. 1, 2.

Рис. 2. Для вертикальных факелов расчетная зависимость изменения интенсивности теплового излучения от расстояния до места аварии

Рис. 3. Для опасного сценария развития расчетная зависимость изменения интенсивности теплового излучения от расстояния до места аварии

39

Таблица 4 Численное значение интенсивности теплового излучения вертикального факел

на различных расстояниях для наиболее опасного сценария развития (сценарий ПГ-3С-2оп)

Поскольку аварийная ситуация по сценариюПГ-3С-2вер не удовлетворена критериям ЧС ни по количеству погибших, ни по размеру ущерба, то принимаем, что авария по сценарию ПГ-3С-2вер не приведет к ЧС на территории объекта. Расчет риска для аварии производиться не будет [4, 6].

Рис. 4. Зоны действия поражающих факторов факельного горения при аварийной ситуации на наружном надземном газопроводе среднего давления на участке 3

(сценарии ПГ-3С-2вер, ПГ-3С-2оп)

40